JP2010220055A

JP2010220055A - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2010220055A
Application number: JP2009066569A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Hama; 英隆浜; Junichi Goto; 淳一後藤; Takashi Nakajima; 孝中島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】
読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することを可能にした画像読取装置を提供する。
【解決手段】
画像読取装置１００のキャリッジ１１に設けられたＬＥＤ光源１４を用いて読取処理を行う場合に先端白基準板１２と後端白基準板１３とを設け、先端白基準板１２と後端白基準板１３のから光量情報を取得する。取得した光量情報を元に、シェーディング補正を行う補正式を算出する。原稿を読み取ることにより画像データを生成すると、補正式を用いて補正を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像読取装置に関する。

スキャナ等により構成される画像読取装置によって原稿の読み取りに用いられる光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることがある。このＬＥＤを光源として用いた場合、ＬＥＤの特徴である点光源によって原稿への照射光量にムラが生じることがある。

この場合、通常、シェーディング補正を行うことでこの明度のムラは完全に補正され、良好な画質による画像データが生成される。

しかし、このシェーディング補正により補正される明度のムラは先端部で補正されることから、ＬＥＤの光源の場合のように画像の中央に明度のムラが生じた場合等では補正することができず、デフェクトとなってしまう。

特許文献１に開示された技術では、スキャナにおいて、ＬＥＤチップから画像読み取り面までの距離の短縮と画像読み取り面における光の照射強度のばらつきの低減が可能を可能にしている。さらに、低いＬＥＤチップ密度でも画像読み取り面において十分な照射強度が得られることも可能としている。

特開平１０−０２３２０８号公報

本発明は、読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することを可能にした画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第１の白基準板と、前記光照射部が移動する副走査方向の後端部に配設した第２の白基準板と、前記光照射部からの照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部とを備え、前記画像生成部は、前記光照射部からの照射による前記第１の白基準板からの第１の光量情報を読み取る第１の光量情報読取手段と、前記光照射部からの照射による前記第２の白基準板からの第２の光量情報を読み取る第２の光量情報読取手段と、前記第１の光量情報読取手段によって読み取った前記第１の光量情報と前記第２の光量情報読取手段によって読み取った前記第２の後端光量情報との光量差に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを補正する補正情報を算出する算出手段とを具備する。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記画像生成部によって生成した画像データを前記算出手段によって算出した光量補正情報を用いて各画素ごとに補正する補正手段を更に具備する。

また、請求項３の発明は、読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第１の白基準板と、前記光照射部が移動する副走査方向の左端部に配設した第２の白基準板と、前記光照射部が移動する副走査方向の右端部に配設した第３の白基準板と、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部とを備え、前記画像生成部は、前記光照射部からの照射による前記第１の白基準板からの第１の光量情報を読み取る第１の光量情報読取手段と、前記光照射部からの照射による前記第２の白基準板からの第２の光量情報を前記副走査方向の１ライン毎に読み取る第２の光量情報読取手段と、前記光照射部からの照射による前記第３の白基準板からの第３の光量情報を前記副走査方向の１ライン毎に読み取る第３の光量情報読取手段と、前記第２の光量情報読取手段によって読み取った第２の光量情報と前記第３の光量情報読取手段によって読み取った第３の光量情報との光量差および前記第１の光量情報読取手段によって読み取った第１の光量情報に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを１ライン毎に補正するライン補正手段とを具備する。

また、請求項４の発明は、請求項１または３の発明において、前記光照射部は、ＬＥＤ光源である。

本発明の請求項１によれば、読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。

また、請求項２によれば、読み取った画像データの光量情報にムラが生じていた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。

また、請求項３によれば、読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。

また、請求項４によれば、読取処理にＬＥＤ光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例。図１に示す画像読取装置を真横の参照方向１から見た場合における装置構成図。図１に示す画像読取装置をキャリッジの移動方向である副走査方向の参照方向２（正面）から見た構成図。図１に示すようなＬＥＤ光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図。本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャート。本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャート。本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例。図７に示すようなＬＥＤ光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図。本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャート。

以下、本発明に係わる画像読取装置の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例である。

図１は、画像読取装置１００を真上から見た場合における装置構成図であって、スキャナ等により構成される画像読取装置１００は、読取処理対象の原稿をセットする原稿台１０、原稿台の下を副走査方向に移動することによって原稿に対する画像データの読み取りを行う画像読取ユニットであるキャリッジ１１、キャリッジ１１により読み取りが行われる原稿台１０の先端部に設けられた白基準板（「ホワイトリファレンス」ともいう）である先端白基準板１２、キャリッジ１１により読み取りが行われる原稿台１０の後端部に設けられた白基準板（「ホワイトリファレンス」ともいう）である後端白基準板１３によって構成される。

また、キャリッジ１１は、ＬＥＤ光源が主走査方向の横一線に配置された構成であって、ＬＥＤ光源から発光されたＬＥＤ光を原稿に照射することにより得られる反射光をＣＣＤセンサ（Charge Coupled Device）で受光することによりこのＣＣＤセンサが電気信号に変換して画像データを生成する。

このとき、ＬＥＤ光源により発光されるＬＥＤ光は、指向性が高く、点光源であることを特徴としていることから、各ＬＥＤ光源が移動する真上にある原稿台１０の部分については多くの光量が照射される状態にあるのに対して、ＬＥＤ光源間の原稿台１０の部分についてはＬＥＤ光源が移動する真上の部分よりも少ない光量で照射される状態にある。

続いて、図２は、図１に示す画像読取装置１００を真横の参照方向１から見た場合における装置構成図である。

図１に示すように、原稿台１０、キャリッジ１１、先端白基準板１２、後端白基準板１３を具備して構成され、さらに原稿台１０には読み取り対象の原稿２０がセットされた状態にあり、またキャリッジ１１は複数のＬＥＤ光源１４、集光板１５、ＣＣＤセンサ１６を具備して構成される。

ＬＥＤ光源１４から照射されたＬＥＤ光は原稿台１０にセットされた原稿２０に照射され、その照射に対する反射光のうち集光板１５に集光される反射光を集光する。集光板１５で集光された反射光はＣＣＤセンサ１６によって電気信号に変換され、画像データを生成する。

そして、生成された画像データは画像読取制御部２００（コントローラ２００）に送出され、画像処理が行われる。

このときの図２に示す画像読取装置１００の原稿台１０の傾きとキャリッジ１１の移動経路における傾きとが先端部、後端部で異なる状態にある。先端部における原稿台１０とキャリッジ１１の距離が「距離Ａ」であるのに対して、後端部における原稿台１０とキャリッジ１１の距離が「距離Ｂ」であって、図２に示す例では、距離Ａよりも距離Ｂの方が大きい状態にある。

すなわち、原稿台１０が傾いた状態にあることを示している。この傾きは、組立公差であって機械的な特性を示している。

次に、図３は、図１に示す画像読取装置をキャリッジ１１の移動方向である副走査方向の参照方向２（正面）から見た構成図である。

この図３では、図２に示す画像読取装置を参照方向２から見た場合に、スキャナの主走査方向にも傾きが生じた状態にあることを示している。

スキャナがこのような状態にある場合において、キャリッジ１１に搭載されたＬＥＤ光源からのＬＥＤ光によって読み取られる画像データの光量を図４に示している。

図４は、図１に示すようなＬＥＤ光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図である。

図４（ａ）は、図１に示すＡ番目のＬＥＤ光源によってＬＥＤ光が照射された場合における先端部から後端部までの光量を示す図であって、図４（ｂ）は、図１に示すＢ番目のＬＥＤ光源によってＬＥＤ光が照射された場合における先端部から後端部までの光量を示す図である。

この図４（ａ）に示す光量は、図１から図３に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ１１の移動方向である副走査方向の先端部が最も明るい状態を示し、後端部にかけて次第に暗くなった状態を示している。また、図４（ｂ）に示す光量においても、図１から図３に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ１１の移動方向である副走査方向の先端部が最も暗い状態を示し、後端部にかけて次第に明るくなる状態を示している。

このとき、図４（ａ）の先端白基準板の光量と図４（ｂ）の先端白基準板の光量とが同一であって、図４（ａ）では後端白基準板に近づくにつれて暗くなるに対して図４（ｂ）では後端白基準板に近づくにつれて明るくなって白抜けした状態となる。

このような光量の情報（以下、「光量情報」という）がキャリッジ１１のＣＣＤセンサ１６で検出され、この光量情報に基づく画像データが図２に示す画像読取制御部２００に入力された状態となる。

このような光量情報に基づく画像データが入力された画像読取制御部２００では、原稿台１０にセットされた原稿２０の読み取り開始前に、以下のような処理を行う。

もちろん、読取処理を行う直前に以下のような処理を行うような構成とすることも可能である。

まず、先端白基準板１２および後端白基準板１３における光量情報を画素ごとに取得する。

このときの画素とは、主走査方向を「ｘ」とし、副走査方向を「ｙ」として表した場合における任意の地点である座標（ｘ、ｙ）を示す。

これによって取得した先端白基準板における光量を「Ｌ１」とすると先端白基準板における光量は「Ｌ１（ｘ）」と表され、また、後端白基準板における光量を「Ｌ２」とすると後端白基準板における光量は「Ｌ２（ｘ）」と表される。そして、先端白基準板と後端白基準板との距離を「ｄ」とすると副走査方向「ｙ」までの距離は「ｄ（ｙ）」と表されることから、光量の変動率は以下の（数式１）により与えられる。

このような光量の変動率が与えられる状態で、各画素ごとに生じる光量の違いによる濃度レベルのムラを補正するシェーディング補正を行うと、ある画素において補正された光量は以下の補正式（数式２）によって与えられる。

この（数式２）に示される「Ｋ１（ｘ、ｙ）」は（数式１）の逆数であって以下の（数式３）によって与えられる。

この（数式３）はシェーディング補正における補正係数である。

また、（数式２）に示す

は、後端白基準板が設けられていない先端白基準板のみが与えられた状態においてシェーディング補正を行った場合の補正値を示している。

このようにして算出した（数式２）に示すような補正式を用いて、原稿を読み取ることにより生成した画像データを補正する。

以下に、画像読取制御部２００により行われる処理の詳細な流れを図５および図６を用いて説明する。

図５は、本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。

図５において、電源スイッチが「ＯＮ」へと切り替えられて画像読取装置への電力供給が開始されると若しくは原稿の読み取りが指示されると、処理が開始される。

まず、ＬＥＤ光源から発光される光量が安定したかを判断し（５０１）、光量が安定するまで待機状態とする（５０１でＮＯ）。また、光量が安定すると（５０１でＹＥＳ）、濃度を補正するための先端白基準における画像データの光量を取得する（５０２）。続いて、濃度を補正するための後端白基準における画像データの光量を取得する（５０３）。

これらの光量に基づいて、画素ごとに光量の補正を行う補正式を算出する（５０４）。

そして、算出した補正式および補正係数の情報を記憶する（５０５）。

このときの補正式の一例が（数式１）である。

図６は、本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。

図６において、原稿の読み取りが指示されると処理が開始され、まず、シェーディング補正のために先端白基準における画像データの光量を取得する（６０１）。

続いて、原稿を元に画像データの読み取りを行う（６０２）。このようにして読み取った原稿に対する画像データの各画素ごとに図５に示す処理によって記憶した状態にある補正係数に基づく補正式を実行して補正を行う（６０３）。

そして、補正後の画像データを記憶する（６０４）。

実施例１では読取処理に対して前もって補正式を作成するような構成であるが、以下に示す本実施例２ではリアルタイムに補正を行う。

図７は、本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例である。

図７は、図１と同様に、画像読取装置１００を真上から見た場合における装置構成図であって、画像読取装置１００は、読取処理対象の原稿をセットする原稿台１０、原稿台の下を副走査方向に移動することによって原稿に対する画像データの読み取りを行う画像読取ユニットであるキャリッジ１１、キャリッジ１１により読み取りが行われる原稿台１０の先端部に設けられた白基準板（「ホワイトリファレンス」ともいう）である先端白基準板１２、原稿台１０を真上から見た場合に左側に設けられた白基準板である左端白基準板１７、原稿台１０を真上から見た場合に右側に設けられた白基準板である右端白基準板１８によって構成される。

この図７に示す画像読取装置においても図２および図３に示すような傾きが生じた状態にある。

このときの左端白基準板１７と右端白基準板１８における光量情報を図８に示す。

図８は、図７に示すようなＬＥＤ光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図である。

図８（ａ）は、左白基準板１７における光量情報を示す図であり、図８（ｂ）は、右端白基準板１８における光量情報を示す図である。

この図８（ａ）に示す光量は、図１から図３に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ１１の移動方向である副走査方向の先端部が「ＬＬ０」で最も明るい状態を示し、後端部にかけて次第に暗くなり後端部が「ＬＬＮ」で最も暗い状態を示している。また、図８（ｂ）に示す光量においても、図１から図３に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ１１の移動方向である副走査方向の先端部が「ＬＲ０」で最も暗い状態を示し、後端部にかけて次第に明るり先端部「ＬＲＮ」で最も明るくなる状態を示している。

このとき、図８（ａ）の先端白基準板の光量と図８（ｂ）の先端白基準板の光量とが同一であって、図８（ａ）では後端白基準板に近づくにつれて暗くなるに対して図８（ｂ）では後端白基準板に近づくにつれて明るくなって白抜けした状態となる。

この図８に示す左端白基準板１７と右端白基準板１８におけるキャリッジ１１の移動方向である副走査方向における各ラインの光量はそれぞれ以下のように表される。

左端白基準板１７の先端部から後端部のＮラインまでの光量は、「ＬＬ０、ＬＬ１、ＬＬ２、ＬＬ３、・・・、ＬＬＮ」と表すことができ、右端白基準板１８の先端部から後端部のＮラインまでの光量は、「ＬＲ０、ＬＲ１、ＬＲ２、ＬＲ３、・・・、ＬＲＮ」と表すことができる。

このような光量情報が図２における画像読取制御部２００に入力され、原稿台１０にセットされた原稿２０の読み取りが指示されると原稿の読取処理と並行して各ラインごとに以下のような処理を行う。

このときの画像読取制御部２００によって行われる処理は主走査方向における処理であって、主走査方向のラインごとに補正式が作成され、この補正式を用いて画像データの補正が行われる。

まず、先端白基準板１２における光量情報を画素ごとに取得する。このときの画素とは、主走査方向を「ｘ」とし、副走査方向を「ｙ」として表した場合における任意の地点である座標（ｘ、ｙ）を示す。

次に、画素ごとに左端白基準板１７における光量を取得する。このときの副走査方向「ｙ」ラインにおける左端白基準板１７における光量は「ＬＬ（ｙ）」と表すことができ、右端白基準板１８における光量は「ＬＲ（ｙ）」と表すことができる。そして、先端白基準板と後端白基準板との距離を「ｄ」とすると主走査方向「ｘ」までの距離は「ｄ（ｘ）」と表されることから、光量の変動率は以下の（数式４）により与えられる。

このような光量の変動率が与えられる状態で、各画素ごとに生じる光量の違いによる濃度レベルのムラを補正するシェーディング補正を行うと、ある画素において補正された光量は以下の補正式（数式５）によって与えられる。

この（数式５）に示される「Ｋ２（ｘ、ｙ）」は（数式４）の逆数であって以下の（数式６）によって与えられる。

この（数式６）はシェーディング補正における補正係数である。

また、（数式５）に示す

は、先端白基準板が与えられた状態においてシェーディング補正を行った場合の補正値を示している。

このようにして算出した（数式５）に示すような補正式を用いて、原稿を読み取ることにより生成した画像データを補正する。

図９は、本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。

図９において、原稿の読み取りが指示されると処理が開始され、まず、シェーディング補正のために先端白基準における画像データの光量を取得する（９０１）。さらに、右端白基準板と左端白基準板における光量情報を取得する（９０２）。

次に、原稿を元に１ラインごとに画像データの読み取りを行う（９０３）。読み取った原稿に対する１ラインごとの画像データに対して上記に示す（数式５）に示す補正式を用いて各ラインごとの画像データの補正を行う（９０４）。

そして、全てのラインに対して画像データの補正が完了したかを判断し（９０５）、全てのラインに対して補正が完了している場合（９０５でＹＥＳ）には、補正後の画像データを記憶する（９０６）。

また、全てのラインに対して補正が完了していない場合（９０５でＮＯ）には、次のラインに対して上記のステップ９０２以降の処理を行う。

以上に示す実施の形態は、本発明の実施の一形態であって、これらの実施例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。

１０原稿台
１１キャリッジ
１２先端白基準板
１３後端白基準板
１４ＬＥＤ光源
１５集光板
１６ＣＣＤセンサ
１７左端白基準板
１８右端白基準板
１００画像読取装置
２００画像読取制御部

Claims

読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、
前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第１の白基準板と、
前記光照射部が移動する副走査方向の後端部に配設した第２の白基準板と、
前記光照射部からの照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部と
を備え、
前記画像生成部は、
前記光照射部からの照射による前記第１の白基準板からの第１の光量情報を読み取る第１の光量情報読取手段と、
前記光照射部からの照射による前記第２の白基準板からの第２の光量情報を読み取る第２の光量情報読取手段と、
前記第１の光量情報読取手段によって読み取った前記第１の光量情報と前記第２の光量情報読取手段によって読み取った前記第２の後端光量情報との光量差に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを補正する補正情報を算出する算出手段と
を具備する画像読取装置。
前記画像生成部によって生成した画像データを前記算出手段によって算出した光量補正情報を用いて各画素ごとに補正する補正手段
を更に具備する請求項１記載の画像読取装置。
読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、
前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第１の白基準板と、
前記光照射部が移動する副走査方向の左端部に配設した第２の白基準板と、
前記光照射部が移動する副走査方向の右端部に配設した第３の白基準板と、
前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部と
を備え、
前記画像生成部は、
前記光照射部からの照射による前記第１の白基準板からの第１の光量情報を読み取る第１の光量情報読取手段と、
前記光照射部からの照射による前記第２の白基準板からの第２の光量情報を前記副走査方向の１ライン毎に読み取る第２の光量情報読取手段と、
前記光照射部からの照射による前記第３の白基準板からの第３の光量情報を前記副走査方向の１ライン毎に読み取る第３の光量情報読取手段と、
前記第２の光量情報読取手段によって読み取った第２の光量情報と前記第３の光量情報読取手段によって読み取った第３の光量情報との光量差および前記第１の光量情報読取手段によって読み取った第１の光量情報に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを１ライン毎に補正するライン補正手段と
を具備する画像読取装置。
前記光照射部は、
ＬＥＤ光源である請求項１または３に記載の画像読取装置。